800.000 års klimaforandringer fortalt på 3 minutter
Er klimaforandringerne naturlige svingninger eller menneskeskabte? Artiklens forfattere leverer evidens og svar på spørgsmålet.
Drivhuseffekt CO2 klima iskerner atmosfære drivhusgasser 800.000 år forhistorisk industrielle revolution effekt John Tyndall Svante Arrhenius vandmolekyler klimaarkiv temperatur niveau ppm Jorden rotation Solen opvarmning nedkøling istid hastighed Paris-a

Iskerner er et vindue til fortidens klima. Isen er dannet af den nedbør, der faldt fra skyerne, og iskernenes indhold af den særlige iltisotop O18 fortæller om temperaturen i fortidens klima. Luftboblerne i isen er prøver af fortidens atmosfære, og de kan give viden om atmosfærens luftsammensætning i fortidens klima. (Foto: NASA Goddard Space Flight Center/Ludovic Brucker)

Der er mennesker, der mener, at klimaet altid har forandret sig, og at CO2-niveauet altid har fluktueret. Det er sandt.

Men det er også sandt, at det atmosfæriske CO2-niveau ikke har været højere i flere millioner år.

Vores klode har en naturlig drivhuseffekt, og det er helt afgørende.

Ingen drivhuseffekt – ingen mennesker

Drivhuseffekten betyder, at atmosfæren kan holde igen på udstrålingen af energi fra jordoverfladen. Uden denne isolerende effekt ville Jordens temperatur ved overfladen være -18 og menneskeligt liv ikke-eksisterende.

Drivhusgasser er luftarter, der bidrager til drivhuseffekten og gør kloden beboelig for mennesker – først og fremmest vanddamp (H2O) og kuldioxid (CO2).

Vi har produceret en kort video, der sætter klimaforandringerne og CO2-udledningen og de forløbne 800.000 år i kontekst.

En kort historie om klimaforandringerne. (Video: ConversationEDU/YouTube)

De første, der beskrev drivhuseffekten

Vi har kendt til drivhuseffekten i mange år. 

I 1883 demonstrede den irske fysiker og naturfilosof John Tyndall gennem eksperimenter i laboratoriet CO2-gassens evne til at holde på varmen.

I 1896 publicerede den svenske forsker Svante Arrhenius en videnskabelig artikel med titlen »Om indflydelsen af kulsyre i luften på temperaturen i jordhøjde«, hvor han beregnede CO2-gassens drivhusgaseffekt på atmosfæren og forbandt den med Jordens tidligere istider.

Iskerner – naturens klimaarkiv

I de seneste årtier har forskere og videnskabsfolk nøje gransket forbindelsen – blandt andet ved at udbore iskerner fra iskapperne i Grønland og Antarktis.

Igennem flere tusind år er sneen blevet presset sammen, så der er dannet tykke store plader af is. De udborede iskerner kan være mere end 3 kilometer lange og gå hele 800.000 år tilbage i tiden.

Forskerne bruger den kemiske sammensætning af vandmolekylerne i iskernerne til at få indsigt i Jordens klimasystem og energikilder.

Drivhuseffekt CO2 klima iskerner atmosfære drivhusgasser 800.000 år forhistorisk industrielle revolution effekt John Tyndall Svante Arrhenius vandmolekyler klimaarkiv temperatur niveau ppm Jorden rotation Solen opvarmning nedkøling istid hastighed Paris-a

Antarkstiske historiske temperaturforandringer lignede de globale gennemsnitstemperaturer meget, men temperaturforandringerne i Antarktis i løbet af istiderne var cirka dobbelt af det globale gennemsnit. (Data: Parrenin et al. 2013; Snyder et al. 2016; Bereiter et al. 2015). Ben Henley and Nerilie Abram)

Iskernerne indeholder luftbobler, der stadig er fanget i isen. Ved at smelte eller knuse isen frigives luften fra isen, og luftprøven kan analyseres. 

På denne måde kan man bestemme atmosfærens sammensætning og det forhistoriske CO2-niveau mange hundredtusinder af år tilbage i tiden.

Iskernerne afslører tæt forbindelse

Iskernerne afslører en meget tæt forbindelse mellem temperaturerne og drivhusgasniveauet hele vejen igennem istidernes cyklus. På den måde fungerer de som evidens for Svante Arrhenius' teorier.

I tidligere varme perioder var det ikke en kraftig CO₂ stigning, som kickstartede opvarmningen, men en lille og forudsigelig slingren i Jordens rotation og kredsløb omkring Solen.

CO2 spillede en stor rolle som en naturlig effektforstærker af de små klimaforskydninger, påbegyndt af Jordens slingrende rotation. 

I takt med at kloden blev kølet ned, blev CO2 opløst i oceanerne, hvilket mindskede drivhuseffekten og forårsagede yderligere nedkøling.

Tilsvarende blev CO2 frigivet fra oceanerne ud i atmosfæren i takt med, at Jorden blev varmere, hvilket var drivkraften bag yderligere opvarmning.

Steget til rekordhøjde

Men denne gang er forholdene meget anderledes.

Atmosfærisk CO2 

ppm er en angivelse af koncentration på samme måde som for eksempel procent. ppm står for 'dele pr. million' – Parts Per Million – og svarer til 1 procent af 1 procent af 1 procent. 

CO2-emissionerne i 1830'erne var cirka 280 ppm. I 1990 var de 295 ppm.

I dag er koncentrationen af CO2 i den globale atmosfære 403 ppm og stadig stigende.

Menneskeheden er ansvarlig for at udlede enorme mængder ekstra CO2 til atmosfæren – og det meget hurtigt.

Den globale CO2-koncentration er med rekordhastighed steget til rekordhøjde.

De hurtigste naturlige istidsforandringer skete i løbet af 1000 år, hvor CO2-niveauet steg med cirka 35 parts per million (ppm, se faktaboks, red.)

Største stigning er sket i de seneste 50 år

Det er svært at tro, at menneskeheden har formået at udlede en tilsvarende mængde i løbet af de seneste 17 år.

Den største stigning er sket i løbet af de seneste 50 år.

Før den industrielle revolution var det naturlige atmosfæriske CO2-niveau i løbet af varme interglaciale perioder cirka 280 ppm. 

De kolde isaldre, der var skyld i, at kilometertykke iskapper hobede sig op over størstedelen af Nordamerika og Eurasien, havde CO2 på cirka 180 ppm.

Uden fortilfælde de seneste 800.000 år

Afbrændingen af fossile brændstoffer som kul, olie og gas betyder, at kulstof, der har ligget i jorden gennem millioner af år, bliver udledt i atmosfæren.

Siden den industrielle revolution har menneskeheden brændt en enorm mængde fossile brændstoffer, hvilket har fået den atmosfæriske CO2 og andre drivhusgasser til at stige eksplosivt.

I midten af 2017 lå det atmosfærisk CO2-niveau på 409 ppm. Dette niveau er helt uden fortilfælde i de seneste 800.000 år.

Drivhuseffekt CO2 klima iskerner atmosfære drivhusgasser 800.000 år forhistorisk industrielle revolution effekt John Tyndall Svante Arrhenius vandmolekyler klimaarkiv temperatur niveau ppm Jorden rotation Solen opvarmning nedkøling istid hastighed Paris-a

Global gennemsnitstemperatur og CO2 siden 1850. (Graf: Ben Henley og Nerilie Abram)

Den massive CO2-eksplosion er skyld i, at klimaet er blevet opvarmet meget hurtigt. 

Den seneste IPCC-rapport konkluderede, at temperaturen vil ligge mere end fire ℃ over det præindustrielle niveau (1850-99), hvis vi fortsætter med at udlede ufortrødent.

Drivhuseffekt CO2 klima iskerner atmosfære drivhusgasser 800.000 år forhistorisk industrielle revolution effekt John Tyndall Svante Arrhenius vandmolekyler klimaarkiv temperatur niveau ppm Jorden rotation Solen opvarmning nedkøling istid hastighed Paris-a

Observerede og projekterede globale temperaturer ved høje (RCP8.5) og lave (RCP2.6) CO2-udledninger. (Graf: Ben Henley og Nerilie Abram)

Hvis vi derimod arbejder på at opfylde Paris-aftalens klimamål ved at slå bremserne i og reducere udledningen af CO2 samt udvikle nye teknologier, der kan fjerne overskydende CO2 fra atmosfæren, har vi en chance for at begrænse den globale opvarmning til omkring to ℃.

Den grundlæggende videnskab er velforstået. Der er rigelig, sikker og klar evidens for, at klimaforandringerne finder sted.

Hvad gør vi nu?

ForskerZonen

Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.

Men det svære spørgsmål står tilbage – hvad gør vi nu?

Mere end nogensinde har vi brug for stærk, kooperativ, ansvarsfuld og ansvarsbevidst lederskab fra samtlige politikere i alle lande.

Kun da kan vi afværge klimaforandringernes værste konsekvenser og tilpasse os de følger, som vi ikke kan forhindre.

Ben Henley modtager støtte fra ARC Linkage Project og ARC Centre of Excellence for Climate System Science. Nerilie Abram modtager støtte fra Australian Research Council. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker